濰坊市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳源和碳匯變化及其影響因素分析.pdf

1、不斷排放的CO2和CH4等溫室氣體加劇了全球溫室效應，引起了以氣候變暖為標志的氣候變化，造成了氣候惡化等生態(tài)問題。全球氣候變暖帶來的氣候環(huán)境惡化成為目前面臨的主要環(huán)境問題，如何減少空氣中溫室氣體的排放以及深入研究有關陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)以及碳源和碳匯等問題，成為當今探索氣候變化的重點問題。然而，土地作為人類活動的主要載體，農(nóng)作物的大量耕種，讓農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)成為溫室氣體主要的碳源和碳匯，農(nóng)作物在利用光合作用以及一些人為活動直接或間接的吸收CO

2、2的同時，也通過農(nóng)作物本身、土壤的呼吸作用以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入所帶來的化石燃料等原料的消耗間接的向大氣釋放CO2。并且隨著人口的增加、人類生活質(zhì)量的提高，不得不增加耕作強度，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)將產(chǎn)生越來越多的碳排放量。在如今倡導低碳減排的背景下，研究如何實現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)固碳增匯成為農(nóng)業(yè)領域亟需解決的重要問題。以2003-2012年濰坊市數(shù)據(jù)資料為基礎，收集濰坊市10年間主要農(nóng)作物的產(chǎn)量值、種植面積以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入過程中有關農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜、農(nóng)機、

3、柴油以及灌溉的使用數(shù)據(jù)，對濰坊市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的碳源和碳匯狀況進行系統(tǒng)分析。
　　研究結果表明:(1)對2003-2012年濰坊市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放和碳吸收總量進行分析，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳源大于碳匯，10年碳吸收總量達到21735.98萬t，碳排放量達到160743.96萬t，碳排放總量與碳吸收總量的比值為1∶7.4，且農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳吸收量和碳排放量的增長率分別為10.69％和7.02％。考慮碳排放強度以及碳吸收強度，碳排放強度增長率從

4、2003年的0.055％減少到2012年的0.048％，而碳吸收強度的增長率從2003年的1.18％增加到2012年的1.98％。碳吸收強度相對于碳排放強度明顯較高，表明濰坊市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)具備一定的碳匯功能。(2)對12種主要的農(nóng)田作物進行研究后發(fā)現(xiàn)，蔬菜、玉米、小麥對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的貢獻較大，所占比例分別為73.31％、12.31％和11.68％。(3)蔬菜作為主要的碳匯作物，其比例為73.31％，從6種不同碳排放途徑進行分析，農(nóng)田灌溉

5、是主要的碳源，所占比例為87.32％。10年間，蔬菜的碳吸收量呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢，由于糧食作物帶來的經(jīng)濟效益較低，一些農(nóng)戶選擇利用高經(jīng)濟效益的蔬菜等經(jīng)濟作物取代低經(jīng)濟效益的糧食作物。其他作物的碳吸收量量相對較小，占碳總吸收量的2.66％。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入的六種碳排放途徑中，碳排放比例中農(nóng)業(yè)灌溉比例最重，2012年農(nóng)業(yè)灌溉的碳排放量占碳排放總量的86.48％，隨著不斷增加耕地有效灌溉面積，農(nóng)田灌溉碳排放得到增長;同時由于濰坊市提倡有機、

6、綠色食品的生產(chǎn)，農(nóng)藥和化肥的使用量逐漸減少，二者造成的碳排放數(shù)量也逐漸減少。(4)10年間濰坊市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)凈碳匯均小于0，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為碳源系統(tǒng)，且碳匯量變化趨勢呈現(xiàn)三階段波動變化。同時，碳匯強度整體呈現(xiàn)波動減少的狀態(tài)，由于近幾年種植面積的逐漸加大引起了凈碳匯的增加，碳吸收小幅度遞增，且碳排放量也表現(xiàn)出一定程度的增加。由于碳排放總量遠遠超過了碳吸收總量，說明濰坊市能源消耗所占的比重較大，也同時反映出濰坊市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳排放和碳吸收的極

7、度不平衡。雖然灌溉的使用，使得濰坊市保證了較高產(chǎn)量的蔬菜供應，但是削弱了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能，這種形勢不容樂觀。(5)碳足跡減幅為0.221萬hm2，碳足跡由38.990萬hm2減少到38.769萬hm2，整體呈現(xiàn)遞減的趨勢。碳足跡與生態(tài)生產(chǎn)性土地面積的比例較低，比值為1.456％。碳足跡強度10年的均值達到0.14 hm2/萬元，且農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)每增加1萬元的產(chǎn)值可以制造0.14 hm2的碳足跡。濰坊市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳足跡強度數(shù)值較低，